如何在 Haskell 中有效地字节交换二进制数据

Question

下面的 byteswap 可以满足我的要求，但我担心它对于较大的二进制数据块来说效率低下。有没有高效的库函数或者我可以使用的东西？

{-# LANGUAGE OverloadedStrings #-}

import qualified Data.ByteString as B (ByteString, length, append, cons, foldl)

byteswap :: B.ByteString -> B.ByteString
byteswap = let
  swapper (collector, result) byte = let
    updated = B.cons byte collector
    in if 3 < B.length updated then ("", B.append result updated) else (updated, result)
  in snd . B.foldl swapper ("", "")

main = print $ byteswap "1234abcdXYZ"

打印 4321dcba。

Answer 1

代码中最慢的部分是 append ，它与您生成的字节串的大小成线性关系，因此您的程序将至少花费二次时间。

相反，您可以使用列表作为中间结构（理想情况下会被融合）并一次性打包整个结果：

byteswap :: B.ByteString -> B.ByteString
byteswap xs = B.pack
  [ B.index xs $ i * 4 + j
  | i <- [0 .. B.length xs `quot` 4 - 1]
  , j <- [3,2,1,0]
  ]

这可以在我的机器上 3 秒内完成 1000 万字节。

您可以通过使用不安全的内部字节串函数来加速它：

byteswap :: B.ByteString -> B.ByteString
byteswap xs = unsafePackLenBytes (B.length xs `quot` 4 * 4)
  [ unsafeIndex xs $ i * 4 + j
  | i <- [0 .. B.length xs `quot` 4 - 1]
  , j <- [3,2,1,0]
  ]

并使用 我的 unsafePackLenBytes 融合补丁 我在 6 毫秒内交换了 1000 万字节。